Tóm tắt Luận văn - Nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc đánh giá chất lượng nước sông Hàn, thành phố Đà nằng bằng chỉ thị động vật không xương sống cỡ lớn

bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ khoa học họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 27 tháng 11 năm 2011. * Cĩ thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thơng tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Quan trắc mơi trường nước sơng cĩ vai trị rất quan trọng trong việc ra quyết định, xây dựng các chiến lược và kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội của Quốc gia và của mỗi thành phố. Đến nay, trên thế giới và Việt Nam đã sử dụng chủ yếu phương pháp quan trắc mơi trường nước sơng: quan trắc lý hĩa và quan trắc sinh học. Do các thiết bị quan trắc lý - hĩa ngày càng hiện đại và phổ biến nên phương pháp này trở nên tối ưu và được áp dụng rộng rãi. Mặc dù quan trắc hĩa - lý đánh giá được mức độ ơ nhiễm nước nhưng khơng đánh giá được ảnh hưởng của ơ nhiễm đến hệ sinh vật thủy sinh, phát hiện những biến đổi sinh thái và xác định mối tương quan giữa chất lượng nước và sinh vật. Trong khi quan trắc sinh học bằng động vật khơng xương sống (ĐVKXS) cỡ lớn lại giải quyết được những nhược điểm trên của phương pháp quan trắc lý hĩa. Ngồi ra, quan trắc sinh học cịn cĩ nhiều ưu điểm như: đơn giản; thu thập định lượng, bảo quản dễ dàng; rẻ tiền, đặc biệt là thuận lợi cho việc giám sát về sau. Quan trắc sinh học thơng qua ĐVKXS cỡ lớn đã được nghiên cứu, thử nghiệm áp dụng ở nhiều nơi trên thế giới từ những năm 1970 trên cơ sở sử dụng hệ thống tính điểm số sinh học (BMWP) của Anh. Ở Việt Nam, mặc dù đã cĩ những nghiên cứu sớm về sử dụng ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá ơ nhiễm nước ở các thủy vực nhưng đến năm 2001 Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự đã cơng bố bảng tính điểm BMWP (Biological monitoring working party) để áp dụng Việt Nam, hệ thống cĩ tên gọi là BMWPVIET. Từ năm 2001 đến nay, đã cĩ nhiều tác giả sử dụng BMWPVIET để đánh giá, xếp loại chất lượng nước cho một số thủy vực ở phía 2 Bắc, phía Nam và miền Trung,...Kết quả ứng dụng bảng tính điểm trên đã cho thấy, BMWP là cơng cụ đơn giản, hiệu quả trong việc đánh giá hiệu quả chất lượng mơi trường đến ĐVKXS cỡ lớn trong mơi trường nước, phù hợp với điều kiện của nước ta. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá chất lượng nước mặt ở sơng Hàn đoạn từ Cầu Đỏ đến gần Ngã ba cầu Tuyên Sơn là chưa được thực hiện. Mặc khác, Chương trình quan trắc mơi trường nước tại Đà Nẵng chủ yếu là quan trắc lý hố. Quan trắc sinh học chỉ cĩ mơ thuỷ sản và coliform, nhưng 02 thơng số này cũng khơng thể hiện được sự ảnh hưởng của chất lượng mơi trường đến hệ sinh thái dưới nước. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp những dẫn liệu khoa học ở đoạn sơng nghiên cứu về chất lượng nước, các họ động vật khơng xương sống cỡ lớn và mối tương quan giữa chất lượng mơi trường nước với hệ sinh thái động vật khơng xương sống, đưa ra các cơ sở khoa học cho việc xây dựng và hồn thiện mặt sinh học của chương trình quan trắc mơi trường tổng hợp của thành phố Đà Nẵng. Chính vì vậy, việc tiến hành đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc đánh giá chất lượng nước sơng Hàn, thành phố Đà Nẵng bằng chỉ thị động vật khơng xương sống cỡ lớn” là rất cần thiết, gĩp phần đưa ra luận cứ khoa học, đề xuất khả năng áp dụng trong chương trình quan trắc ở thành phố Đà Nẵng. 2. Mục tiêu nghiên cứu: - Xác định được thành phần ĐVKXS cỡ lớn trên sơng Hàn, thành phố Đà Nẵng đoạn từ Cầu Đỏ đến gần Ngã ba cầu Tuyên Sơn, đánh giá chất lượng mơi trường nước sơng qua hệ thống điểm BMWPVIET và chỉ số ASPT. 3 - Phân tích tương quan giữa chất lượng nước sơng Hàn qua hệ thống điểm BMWPVIET, ASPT và các tiêu chí lý hĩa ở thời điểm nghiên cứu cũng như nguồn xả thải và hồi cứu số liệu quan trắc lý hĩa để làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất quy trình quan trắc sinh học nước sơng Hàn, thành phố Đà Nẵng thơng qua sử dụng chỉ thị ĐVKXS cỡ lớn. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu là ĐVKXS cỡ lớn. Đề tài tiến hành nghiên cứu từ tháng 11 năm 2010 đến tháng 3 năm 2011 trên một đoạn sơng dài 6 km, đoạn từ cầu Đỏ đến gần ngã ba cầu Tuyên Sơn thuộc sơng Hàn, thành phố Đà Nẵng. 4. Phương pháp nghiên cứu: Trong quá trình nghiên cứu, Đề tài áp dụng các phương pháp sau: Phương pháp thu mẫu hiện trường, (2) Phương pháp phịng thí nghiệm, (3) Phương pháp xác định điểm số BMWP và chỉ số ASPT, (4) Phương pháp ước lượng độ phong phú, (5) Phương pháp xác định chỉ số WQI và (6) Phương pháp tốn học. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Đề tài cung cấp các dẫn liệu khoa học về chất lượng nước, các họ động vật khơng xương sống cỡ lớn và mối tương quan giữa chất lượng mơi trường nước với hệ sinh thái động vật khơng xương sống cỡ lớn làm cơ sở khoa học cho việc đánh giá chất lượng mơi trường nước, xây dựng và hồn thiện mặt sinh học và sinh thái của chương trình quan trắc mơi trường tổng hợp của thành phố Đà Nẵng. 6. Cấu trúc luận văn: Luận văn được trình bày 82 trang, bao gồm các Chương: Mở đầu (4 trang), Chương 1- Tổng quan tài liệu (34 trang), Chương 2- Đối tượng và phương pháp nghiên cứu (7 trang), Chương 3- Kết quả và bàn luận (35 trang) và Kết luận và kiến nghị (2 trang). 4 Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. LƯỢC SỬ PHÁT TRIỂN CỦA QUAN TRẮC SINH HỌC Quan trắc sinh học đang được chấp nhận rộng rãi hiện nay trên thế giới, trong đĩ việc sử dụng động vật khơng xương sống (ĐVKXS) cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị trong quan trắc và đánh giá chất lượng của mơi trường nước, thơng qua các chỉ số sinh học, đang là một hướng nghiên cứu được quan tâm trên thế giới và Việt Nam. Theo Cairns và Pratt (1993), Hellawell (1978 - 1986), Calow và Maltby (1987), Metcalfe (1989) và các tác giả khác ở Rosenberg và Resh (1993), quan trắc sinh học được định nghĩa là “Sự giám sát bằng việc sử dụng những phản ứng của cơ thể sống để xác định mơi trường cĩ thích hợp hay khơng đối với cơ thể sống [19]. Quan trắc sinh học thuận lợi hơn hệ thống quan trắc hĩa lý, nĩ đưa ra chỉ số các điều kiện quá khứ cũng như hiện tại, phản ánh các tác động tích dồn đến hệ sinh thái [46]. Theo Muralidharan (2010) phương pháp quan trắc sinh học thể hiện những ưu điểm đáng kể trong đánh giá chất lượng nước: - Nhưng quần xã sinh vật đĩng vai trị như là giám sát viên liên tục của nước thay cho việc lấy mẫu khơng liên tục để phân tích hố học. - Các quần xã sinh vật phản ứng với chất lượng nước khác nhau ở một phạm vi rộng do các yếu tố xác định và những chất ơ nhiễm. - Những quần xã sinh vật cĩ khả năng hợp nhất những ảnh hưởng của các chất độc tổng hợp. Số liệu hố học sẽ rất cần đến nĩ để tính tốn những tác động qua lại và để dự đốn ảnh hưởng của chất độc lên khu hệ sinh vật [46]. 5 1.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG QUAN TRẮC SINH HỌC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.2.1. Kết quả nghiên cứu trên thế giới Ở Anh năm 1976, một tổ chức nghiên cứu về quan trắc sinh học “Biological Monitoring Working Party” đã được thành lập và đã đưa ra một hệ thống mới đĩ là hệ thống điểm số BMWP. Trừ lớp Giun ít tơ, hệ thống này sử dụng số liệu ở mức độ họ, mỗi họ được quy cho một điểm số phù hợp với tính nhạy cảm của nĩ với sự ơ nhiễm hữu cơ. Những điểm số riêng được cộng lại để cho điểm số tổng của mẫu. Sự biến thiên của điểm số BMWP bằng cách chia tổng điểm số cho số họ cĩ mặt, ta được một điểm số trung bình cho các đơn vị phân loại (ASPT). Hệ thống điểm số BMWP rất cĩ hiệu lực trong thực tiễn và tương đối dễ dàng áp dụng khi địi hỏi của nĩ về mức độ kỹ năng phân loại tương đối bình thường. Kết quả là nĩ được chấp nhận một cách rộng rãi, làm cơ sở của quan trắc sinh học ở khắp nước Anh. Khi được cải tiến nĩ cịn được áp dụng ở các khu vực khác nhau, ở các nước khác nhau, bao gồm Tây ban Nha (Alba - Tercedor và Sanchez - Ortega, 1988), Ấn Độ (De Zwart và Trivedi, 1994), Úc (Chessman, 1995) và Thái Lan (Mustow, 1997) [19]. Ở Nhật Bản, Mỹ, Úc và Ấn Độ: Từ khi được giới thiệu và tiếp cận, hệ thống này trải qua một vài lần thay đổi theo hướng đơn giản và bổ sung, nĩ được áp dụng ở một số nước phía đơng của Châu Âu như Đức (Friedrich, 1990), Áo (Zelinka và Marvan, 1961; Moog, 1995)... Ở Anh vào năm 1976, đã đưa ra một hệ thống mới thường được biết đến là hệ thống điểm số BMWP (Biological Monitoring Working Party) với hai chỉ số đánh giá: BMWP và ASPT (Average 6 Score Per Taxon). Hệ thống này sử dụng các lồi ĐVKSX cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị, các lồi ĐVKSX cỡ lớn thu tại các điểm nghiên cứu sẽ được phân loại đến họ và mỗi họ sẽ được quy cho một điểm số gọi là điểm BMWP cĩ thang điểm từ 1 đến 10, phù hợp với mức độ nhạy cảm của nĩ với sự ơ nhiễm. [16], [43] Đánh giá chất lượng mơi trường nước thơng qua chỉ số ASPT theo thang xếp loại của Richard Orton, Anne Bebbington, Jonh Bebbington (1995) và Stephen Eric Mustow (1997): Bảng 1.3. Mối liên hệ giữa chỉ số sinh học (ASPT) với mức độ ơ nhiễm Chỉ số ASPT Mức độ ơ nhiễm Điểm 0 Nước cực kỳ bẩn Điểm 1 - 2,9 Nước rất bẩn (Polysaprobe) Điểm 3 - 4,9 Nước bẩn vừa (α-Mesosaprobe) Điểm 5 - 5,9 Nước bẩn vừa (β-Mesosaprobe) Điểm 6 - 7,9 Nước tương đối sạch (Oligosaprobe) Điểm 8 - 10 Nước sạch (nguồn Environment Agency, UK, 1997; Richard Orton, Anne Bebbington và Jonh Bebbington, 1995; Stephen Eric Mustow, 1997) Ở Thái Lan Tương tự, Mustow (1997) đã nghiên cứu quần xã ĐVKXS cỡ lớn ở 23 địa điểm của Bắc Thái Lan bổ sung thêm một số họ phù hợp với điều kiện ở Thái Lan đồng thời, một số họ khác bị loại bỏ dựa trên cơ sở khơng tìm được sự chứng minh đầy đủ, bảng điểm cĩ tên gọi BMWPTHAI. Hệ thống điểm BMWPTHAI là một hệ thống chuẩn ở Thái Lan và là cơ sở cho các nước Đơng Nam Á khác điều chỉnh, áp dụng [19]. 7 1.2.2. Kết quả nghiên cứu ở Việt Nam Nguyễn Xuân Quýnh (1995) đã đề xuất một hệ thống phân loại độ nhiễm bẩn các thủy vực cĩ nước thải ở Hà Nội dựa trên một số chỉ tiêu cơ bản về sinh học kèm theo nĩ là những chỉ tiêu lý hĩa học, quy định sự cĩ mặt hay vắng mặt của một số lồi hay nhĩm lồi ĐVKXS cỡ lớn, được coi như sinh vật chỉ thị, quy định sự phát triển về số lượng và khối lượng của chúng ở những mức độ khác nhau. Khoa Sinh học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội phối hợp với các tổ chức quốc tế như: Hội nghiên cứu thực địa (Field Studies Council) và Viện sinh thái nước ngọt Anh Quốc (Institute of Freshwater Ecology) tiến hành nghiên cứu các dữ liệu ban đầu và điều chỉnh hệ thống tính điểm BMWP sao cho phù hợp với điều kiện ở Việt Nam. Năm 2001, một khĩa định loại ĐVKXS cỡ lớn đến họ đã được xây dựng, một quy trình lấy mẫu và một hệ thống điểm BMWPVIET cũng đã được thiết lập trên cơ sở dựa vào sự điều chỉnh hệ thống BMWPTHAI và một số nghiên cứu ở Việt Nam. Sự ra đời của hệ thống BMWPVIET là cơ sở khoa học của việc nghiên cứu, áp dụng QTSH để đánh giá chất lượng mơi trường nước tại Việt Nam [19]. Trong nghiên cứu của Nguyễn Vũ Thanh và cộng sự (2003, 2004), sử dụng chỉ số sinh học ASPT để đánh giá nhanh chất lượng nước sơng Cầu ở phía Bắc Việt Nam [32], [33], [34]. Nguyễn Thị Mai (2004) đã nghiên cứu về Đa dạng thành phần động vật khơng xương sống cỡ lớn và sử dụng chúng đánh giá chất lượng mơi trường nước khúc sơng Sài Gịn, thuộc quận 2, thành phố Hồ Chí Minh [20]. Ở khu vực miền Trung, quan trắc sinh học mơi trường nước bằng ĐVKXS cỡ lớn bắt đầu được nghiên cứu trong những năm gần 8 đây. Từ năm 2006 - 2010, Nguyễn Văn Khánh và cs đã nghiên cứu sử dụng ĐVKXS cỡ lớn đánh giá chất lượng mơi trường nước sơng Phú Lộc, nước mặt cánh đồng Xuân Thiều và một số hồ trên địa bàn thành phố Đà Nẵng [16], [17], [18]. Mới đây, nghiên cứu của Võ Văn Phú và cs (2010) ở một số điểm trên sơng Bồ, tỉnh Thừa Thiên Huế. Tác giả sử dụng động vật khơng xương sống cỡ lớn để đánh giá chất lượng mơi trường nước [22], [23]. 1.3. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 1.3.1. Vị trí địa lý, địa hình và khí hậu 1.3.2. Biến đổi khí hậu 1.3.2.1. Tăng nhiệt độ 1.3.2.2. Thay đổi lượng mưa 1.3.2.3. Gia tăng mực nước biển 1.3.3. Khát quát về tình hình kinh tế - xã hội 1.3.3.1. Giới thiệu về tài nguyên 1.3.3.2. Phát triển kinh tế - xã hội 1.3.3.3. Hiện trạng mơi trường 1.4. TỔNG QUAN VỀ SƠNG HÀN - THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 9 Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các họ ĐVKXS cỡ lớn, ở sơng Hàn - thành phố Đà Nẵng. - Đề tài tiến hành tại sơng Hàn - thành phố Đà Nẵng đoạn từ đoạn từ cầu Đỏ đến gần ngã ba cầu Tuyên Sơn. - Thời gian nghiên cứu bắt đầu từ tháng 11 năm 2010 đến tháng 03 năm 2011. 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1. Phương pháp thu mẫu hiện trường 2.2.2. Phương pháp phịng thí nghiệm 2.2.3. Phương pháp xác định điểm số BMWP và chỉ số ASPT 2.2.4. Phương pháp ước lượng độ phong phú 2.2.5. Phương pháp xác định chỉ số WQI 2.2.6. Phương pháp tốn học 10 Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. ĐẶC ĐIỂM MƠI TRƯỜNG NƯỚC SƠNG HÀN TẠI THỜI ĐIỂM NGHIÊN CỨU 3.1.1. Đặc điểm nguồn thải và các tác động đến chất lượng nước sơng Hàn Quan sát các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội liên quan đến các khu vực nghiên cứu trong 3 đợt quan trắc, kết quả khảo sát cho thấy, hoạt động sản xuất nơng nghiệp sử dụng phân bĩn, các chất thải nơng, hoạt động cải tạo đất bằng cơ học và hĩa học, đặc biệt là chất thải, nước thải từ khu cơng nghiệp, khu dân cư đã đưa vào mơi trường nước nhiều chất dinh dưỡng, vi sinh vật và chất vơ cơ gây ơ nhiễm mơi trường nước. Khai thác cát sơng cũng là nguyên nhân ảnh hưởng chất lượng nước, ảnh hưởng dịng chảy và hệ sinh thái dưới nước. Trên chiều dài đoạn sơng nghiên cứu cĩ khoảng 10 vị trí khai thác cát và 15 lồng bè nuơi cá nước ngọt, 03 cống thải từ khu dân cư ra mơi trường sơng. Giữa đoạn nghiên cứu cĩ 02 nguồn thải: Cống thải của KCN Hồ Cầm. Khu này hiện chưa cĩ hệ thống xử lý, cĩ 35 dự án đang hoạt động, tỷ lệ lấp đầy chiếm 70%, tổng lượng nước thải trung bình 320m3/ngày đêm, nhưng xả vào lưu vực rất ít. Ngồi ra, gần cầu Cẩm Lệ, nơi nguồn nước thải sinh hoạt sau xử lý của Trạm xử lý nước thải Hồ Cường được thải vào (cách điểm thải 150m về phía hạ lưu), lưu lượng thải trung bình 26.400 m3/ngày đêm. 3.1.2. Đặc điểm lý hĩa mơi trường nước sơng Hàn tại thời điểm nghiên cứu Qua 3 đợt thu mẫu ở 06 khu vực nghiên cứu, với 54 mẫu nước được thu đồng thời với mẫu động vật. Tiến hành phân tích các chỉ 11 tiêu: độ mặn, DO, COD, pH, N-NO3-, TSS, P-PO43- của mẫu nước để xác định mức độ ơ nhiễm dựa trên các tiêu chuẩn lý hĩa. Đồng thời trên kết quả đĩ tiến hành phân tích mối liên hệ của các chỉ tiêu lý hĩa của mơi trường với các chỉ số sinh học (BMWPVIET và ASPT) thơng qua chỉ số tương quan. Đánh giá chung, so với quy chuẩn cho phép tại QCVN 08: 2008/BTNMT giới hạn A2 tại khu vực 1 và giới hạn B1 các khu vực cịn lại, cho thấy: Hàm lượng các thơng số: pH, DO, N-NO3- đảm bảo tiêu chuẩn cho phép tại tất cả các khu vực qua 3 đợt khảo sát. Các thơng số cịn lại: COD, TSS và P-PO43- ở một vài nơi vượt tiêu chuẩn cho phép. 3.2. THÀNH PHẦN VÀ ĐỘ ĐA DẠNG ĐVKXS CỠ LỚN TRONG HỆ THỐNG ĐIỂM BMWPVIET 3.2.1. Thành phần các họ ĐVKXS cỡ lớn Qua kết quả 3 đợt khảo sát tại 06 khu vực trên sơng Hàn, Đề tài đã ghi nhận được tổng số 25 họ ĐVKXS cỡ lớn của 10 bộ, lớp (gọi chung là Bộ) thuộc 3 ngành: Giun đốt (Annelada), Chân khớp (Arthropoda), Thân mềm (Mollusca), trong đĩ chiếm ưu thế là bộ Odonata với 04 họ (cĩ 03 họ khơng tham gia tính điểm), bộ Decapoda với 03 họ (cĩ 01 họ khơng được tính điểm), Basommatophora với 3 họ; bộ Hemiptera với 3 họ (trong đĩ cĩ 01 họ khơng được tính điểm); các bộ cịn lại chỉ cĩ từ 1 đến 2 họ. 12 Bảng 3.11 Danh sách các họ ĐVKXS cỡ lớn tại khu vực nghiên cứu Tên bộ Tên họ Tên bộ Tên họ Amphipoda Gammaridae (*) Architaenioglossa Viviparidae Pilidae Ancylidae Fluminicolidae (*) Lymnaeidae Mesogastropoda Stenothyridae (*) Basommatophora Planorbidae Neotaenioglossa Thiaridae Coleoptera Chrysomelidae Lestidae Potamidae Cordulegastridae (*) Palaemonidae Petaluridae (*) Decapoda Parathelphusidae Odonata Platycnemiidae (*) Hydrometridae Polychaeta Polychaeta Pleidae Sorbeoconcha Pachychilidae (*) Hemiptera Belostomatidae Unionoida Unionidae Hypsogastropoda Assimineidae (*) Veneroida Corbiculide (*) Ghi chú: (*) là các họ thu được khơng cĩ trong hệ thống BMWPVIET So với các họ cĩ trong hệ thống BMWPVIET, đề tài thu được thêm 09 họ mới: Assimineidae, Corbiculide, Cordulegastridae, Fluminicolidae, Gammaridae, Pachychilidae, Petaluridae, Platycnemiidae, Stenothyridae. Trong 3 ngành khảo sát, nhiều nhất là ngành Chân khớp (Arthropoda) với 12 họ, ngành Thân mềm (Mollusca), đề tài đã xác định được 12 họ, cịn lại ngành Giun đốt (Annelida) chỉ cĩ 01 họ. 3.2.2. Biến động số lượng, độ thường gặp các họ ĐVKXS cỡ lớn theo thời gian và khơng gian Trong số 25 họ quan trắc và định loại được, thành phần và mật độ các họ ĐVKXS cỡ lớn từng đợt khơng giống nhau ở các khu vực nghiên cứu. 13 Các phân tích cho thấy, số lượng họ ĐVKXS cỡ lớn thay đổi khơng lớn trong quá trình quan trắc tại các khu vực nghiên cứu. Quan sát về tính biến thiên của ĐVKXS cỡ lớn cho thấy, cĩ xuất hiện lớp giun nhiều tơ Polychaeta, trong khi bộ Cánh úp Plecoptera chuyên sống trong mơi trường nước sạch hồn tồn vắng mặt trong 03 đợt quan trắc tại tất cả các khu vực nghiên cứu. So sánh với chất lượng nước sơng Bồ, tỉnh Thừa Thiên Huế (Võ Văn Phú và cộng sự, 2010), nơi được đánh giá cĩ mức ơ nhiễm nhẹ, chất lượng nước sơng Cầu (Nguyễn Vũ Thanh, Tạ Huy Thịnh, 2002), nơi được đánh giá cĩ mức ơ nhiễm vừa đến rất bẩn và chất lượng sơng Sài Gịn (Nguyễn Thị Mai, 2003) được đánh giá ơ nhiễm ở mức ơ nhiễm vừa α (α - Mesosaprobe), thì số lượng họ trong nghiên cứu này chỉ tương đương với khu vực sơng Sài Gịn. Đánh giá chung: - Kết quả đề tài đã xác định được tổng số 25 họ ĐVKXS cỡ lớn của 10 bộ thuộc 3 ngành: Giun đốt (Annelada), Chân khớp (Arthropoda), Thân mềm (Mollusca). - Chiếm ưu thế là bộ Odonata (cĩ 04 họ), bộ Decapoda (cĩ 03 họ), bộ Basommatophora (cĩ 3 họ), bộ Hemiptera (3 họ), các bộ cịn lại chỉ cĩ từ 1 đến 2 họ. - Thu được thêm 09 họ mới: Assimineidae, Corbiculide, Cordulegastridae, Fluminicolidae, Gammaridae, Pachychilidae, Petaluridae, Platycnemiidae, Stenothyridae. - So với các khu vực đã nghiên cứu, số họ ĐVKXS cỡ lớn trên sơng Hàn tại đoạn nghiên cứu chỉ tương đương với khu vực sơng Sài Gịn theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Mai (2003) và sơng Phú Lộc theo nghiên cứu của Nguyễn Văn Khánh và cs (2010), nơi được đánh giá là ơ nhiễm ở mức ơ nhiễm vừa α (α - Mesosaprobe). 14 - Trong 16 họ xác định cĩ mặt, cĩ 04 họ cĩ tần suất gặp là cao nhất (>4 lần gặp/đợt và xuất hiện từ 2 đợt trở lên): Pilidae, Planorbidae và Luynacidae. Riêng họ Thiaridae tần suất gặp chỉ trung bình ở các đợt nhưng mật độ cá thể rất cao. Điều này cho thấy, giới hạn chống chịu của các họ này là cao với điều kiện mơi trường. - Xét về mặt khơng gian, các họ sau đây rất ít xuất hiện hoặc chỉ cĩ mặt ở một số khu vực: Belostomatidae, Chrysomelidae, Hydrometridae, cho thấy các họ này cĩ mẫn cảm với chất lượng nước ơ nhiễm. Họ Polychaeta chỉ cĩ mặt trong đợt khảo sát 1 tại 02 vị trí thượng lưu, trong khi bộ Cánh úp Plecoptera chuyên sống trong mơi trường nước sạch hồn tồn vắng mặt trong 03 đợt quan trắc tại tất cả các khu vực nghiên cứu. Ngồi ra, Potamidae chỉ xuất hiện ở các vị trí từ 2 - 6, mà khơng cĩ mặt khu vực cầu Đỏ. Điều này cho thấy, các khu vực nghiên cứu đang bị ơ nhiễm, nhất là khu vực thượng lưu. 3.3. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG ĐIỂM SỐ BMWPVIET VÀ CHỈ SỐ ASPT 3.3.1. Kết quả phân tích điểm số BMWPVIET và ASPT Dựa vào mối liên hệ giữa điểm số sinh học BMWPVIET, chỉ số ASPT và chất lượng mơi trường nước để đánh giá mức độ ơ nhiễm của mơi trường nước tại các khu vực nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu trong đợt 1 cho thấy, điểm số BMWP dao động từ 13 ÷ 24 điểm, trung bình 17,50±4,76 điểm, cao nhất ở khu vực hạ lưu và thấp nhất ở khu vực thượng lưu, tương ứng với chỉ số ASPT dao động từ 3,25 ÷ 4,00, trung bình 3,58±0,34. Điểm số BMWP cĩ xu hướng giảm, nhưng khơng thể hiện rõ rệt từ thượng nguồn về hạ nguồn. 15 Kết quả nghiên cứu trong đợt 2 cho thấy, điểm số BMWP dao động từ 14 ÷ 44 điểm, gần gấp đơi điểm số cao nhất của đợt 1, trung bình 29,17±11,84 điểm, cao nhất ở khu vực trung lưu (3, 4 và 5) và thấp nhất ở khu vực hạ lưu, tương ứng với chỉ số ASPT dao động từ 4,40 ÷ 4,67, trung bình 4,42±0,19. Điểm số BMWP tại khu vực hạ lưu là thấp nhất nhưng chỉ số ASPT cao nhất, do số họ xuất hiện tại khu vực này tại thời điểm nghiên cứu là rất ít (3/13 họ tham gia tính điểm), tuy nhiên số lượng cá thể các họ phân phố hẹp lại xuất hiện nhiều hơn các khu vực khác trong cùng một đợt nghiên cứu (7 cá thể họ Potamidae). Xu hướng điểm số trong đợt này gia tăng về phía hạ lưu. Ở đợt 3, điểm số BMWP dao động thấp hơn đợt 2, mức dao động trong khoảng từ 20 ÷ 33 điểm, trung bình 26,00±4,69 điểm, cao nhất ở khu vực gần thượng lưu (khu vực 2) và thấp nhất ở khu vực thượng lưu. Chỉ số ASPT dao động từ 4,00 ÷ 5,60, trung bình 4,36±0,70 và cao nhất tại khu vực hạ lưu (ASPT = 5,60). Ngoại trừ điểm số tại khu vực 2, điểm số BMWP gia tăng về phía hạ lưu. Ở khu vực 6, mặc dù điểm số BMWB khơng cao nhất nhưng chỉ số ASPT là cao nhất. Cũng như đợt khảo sát 2, thành phần họ xuất hiện ở khu vực hạ lưu là chưa phong phú (5/12 họ được bắt gặp), nhưng cĩ họ cĩ điểm số cao và phân bố hẹp cĩ mặt tại khu vực này, như: Potamidae, Ancylidae, Unionidae,trong đĩ họ Potamidae bắt gặp được 6 cá thể, họ Unionidae là 31 cá thể, trong khi các khu vực khác hồn tồn khơng xuất hiện hoặc chỉ “cĩ mặt” trong cùng một thời điểm nghiên cứu. 3.3.2. Kết quả phân tích chỉ số ASPT và đánh giá xếp loại chất lượng nước 16 Để đánh giá chất lượng nước sơng bằng chỉ thị ĐVKXS cỡ lớn người ta sử dụng chỉ số ASPT. Kết quả phân tích chỉ số ASPT trên sơng Hàn qua 3 đợt khảo sát ở bảng 3.20 cho thấy nhìn chung ơ nhiễm ở mức trung bình α (α- mesosaprobe). Bảng 3.19 Xếp loại chất lượng nước vị trí nghiên cứu theo chỉ số ASPT Chỉ số ASPT Khu vực Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 Trung bình Mức độ ơ nhiễm KV1 3,25 4,40 4,00 3,88 Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) KV2 3,50 4,40 4,71 4,20 Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) KV3 4,00 4,40 3,67 4,02 Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) KV4 3,25 4,57 4,00 3,94 Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) KV5 3,50 4,10 4,17 3,92 Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) KV6 4,00 4,67 5,60 4,76 Nước bẩn vừa (α - Mesosaprobe) Đánh giá theo hệ thống xếp loại mối liên hệ giữa chỉ số sinh học ASPT và chất lượng mơi trường nước của Richard Orton, Anne Bebbington, Jonh Bebbington (1995). Kết quả cho thấy, chất lượng mơi trường nước hầu hết các vị trí nghiên cứu đều đang ở mức xếp loại nước bẩn vừa “α - Mesosaprobe”, duy nhất tại vị trí cuối nguồn 1/3 đợt quan trắc cĩ chỉ số ASPT là 5,60, tương ứng chất lượng nước bẩn vừa “β - Mesosaprobe”. So với một số sơng khác đã được nghiên cứu thì chất lượng nước sơng Hàn trong nghiên cứu này tương đương với một số khu vực ơ nhiễm ở khu vực Nam sơng Sài Gịn được đánh giá ở mức “Nước bẩn vừa α” (Nguyễn Thị Mai, 2006), tốt hơn chất lượng nước sơng Cầu được đánh giá là nước bẩn vừa “α - Mesosaprobe” đến “ơ 17 nhiễm nặng” (Nguyễn Vũ Thanh và cộng sự, 2003). Kết quả này cũng phù hợp với chất lượng mơi trường qua thơng số lý hố trong Chương trình quan trắc quốc gia giai đoạn 2006 - 2009 của Bộ Tài nguyên và Mơi trường tại khu vực Cầu Đỏ, sơng Hàn, thành phố Đà Nẵng. 3.4. PHÂN TÍCH TƯƠNG QUAN GIỮA CHỈ SỐ SINH HỌC VÀ CÁC YẾU TỐ MƠI TRƯỜNG Để cĩ cơ sở khoa học cho việc sử dụng ĐVKXS cỡ lớn làm chỉ sinh học trong đánh giá chất lượng nước sơng Hàn, Đề tài tiến hành phân tích tương quan giữa điểm số BMWP và chỉ số ASPT với các thơng số: DO, pH, N-NO3-, TSS, P-PO43- và COD của mơi trường. Hình 3.15 Tương quan giữa điểm số BMWP với pH và DO Kết quả cho thấy, điểm số BMWP cĩ tương quan thuận với các thơng số DO, pH và P-PO43-, tuy nhiên các mối tương quan là “tương quan yếu”, như pH (r = 0,05, ), DO (r = 0,018), P-PO43- (r = 0,015). Các thơng số cịn lại cĩ tương quan nghịch với BMWP. Ngoại trừ TSS (r = - 0,39), các thơng số cịn lại tương quan nghịch ở mức “tương quan yếu”, như N-NO3- (r = -0,14), COD (r = -0,18). 18 Hình 3.16 Tương quan giữa chỉ số ASPT với COD và TSS Tiến hành phân tích mức độ tương quan giữa các chỉ số ASPT với các thơng số: DO, pH, N-NO3-, TSS, P-PO43- và COD của mơi trường. Kết quả cho thấy, chỉ số ASPT cĩ tương quan thuận với các thơng số: DO, pH và P-PO43-, tuy nhiên ngoại trừ pH (r = 0,256), cịn lại DO ở mức “tương quan yếu” (r = 0,074) và P-PO43- “tương quan yếu” (r = 0,23). Chỉ số ASPT tương quan nghịch với các thơng số cịn lại: N- NO3-, TSS và COD. Thơng số TSS thể hiện rõ sự tương quan với chỉ số ASPT với r = -0,404. Đối với 02 thơng số cịn lại, ASPT thể hiện “tương quan yếu”, cụ thể là COD với r = -0,151 và N-NO3- với r = - 0,147. Đánh giá chung: - Chỉ số ASPT cĩ tương quan thuận với các thơng số: DO, pH và P-PO4 3- , tuy nhiên ngoại trừ pH (r = 0,256), cịn lại DO ở mức “tương quan rất yếu” (r = 0,074). Riêng lý do P-PO43- tương quan thuận với ASPT là do hàm lượng P-PO43- ở phần lớn các khu vực trong 3 đợt khảo sát đều đạt tiêu chuẩn cho phép, chỉ cĩ một số khu vực 3, 4, 5, 6 của đợt 3 cao hơn tiêu chuẩn nhưng khơng đáng kể. Vì vậy, giá trị trung bình vẫn thấp hơn tiêu chuẩn, tạo nên tương quan thuận (r = 0,23). 19 - Chỉ số ASPT tương quan nghịch với các thơng số cịn lại: N- NO3 - , TSS và COD. Thơng số TSS thể hiện rõ sự tương quan với chỉ số ASPT với r = -0,404. Đối với 02 thơng số cịn lại, ASPT thể hiện “tương quan yếu”, cụ thể là COD với r = -0,151 và N-NO3 - với r = -0,147. 3.5. TƯƠNG QUAN GIỮA CHẤT LƯỢNG NƯỚC SƠNG HÀN QUA HỆ THỐNG TÍNH ĐIỂM BMWP, ASPT VÀ SỐ LIỆU CỦA CHƯƠNG TRÌNH QUAN TRẮC MƠI TRƯỜNG QUỐC GIA Để cĩ cơ sở cho việc đề xuất quan trắc sinh học bằng ĐVKXS cỡ lớn ở sơng Hàn, thành phố Đà Nẵng tại đoạn nghiên cứu, đề tài đã hồi cứu số liệu phân tích lý hĩa về chất lượng nước sơng Hàn qua các năm 2006 - 2009 tại 02 vị trí: Cầu Đỏ (trong đoạn sơng nghiên cứu) và cầu Nguyễn Văn Trỗi (dưới đoạn sơng nghiên cứu), kết quả hồi cứu được trình bày ở bảng sau: Bảng 3.20 Chỉ số WQI theo chỉ số chất lượng nước của Quỹ vệ sinh quốc gia Mỹ Mùa khơ Mùa mưa Chỉ số chất lượng nước Cầu Đỏ Cầu NVT Cầu Đỏ Cầu NVT WQI 70 74 69 71 So sánh với bảng phân loại (*) Trung bình Tốt Trung bình Tốt Ghi chú: (*) dựa trên chỉ số chất lượng nước (WQI) của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation - Water Quality Index). Bảng 3.21 Chỉ số WQI theo hướng dẫn của Tổng cục Mơi trường Mùa khơ Mùa mưa Chỉ số chất lượng nước Cầu Đỏ Cầu NVT Cầu Đỏ Cầu NVT WQI 12 18 11 15 So sánh với bảng phân loại (*) Màu đỏ Màu đỏ Màu đỏ Màu đỏ 20 Ghi chú: (*) dựa trên chỉ số chất lượng nước (WQI) của Tổng cục Mơi trường năm 2011, Sổ tay hướng dẫn tính tốn chỉ số chất lượng mơi trường nước (WQI), Hà Nội. Kết quả ở bảng 3.20 cho thấy, chất lượng nước sơng tại cầu Đỏ đạt mức độ trung bình, tương ứng với chỉ số WQI(cầu Đỏ) mùa khơ = 70, chỉ số WQI(cầu Đỏ) mùa mưa = 69. Ở vị trí cầu Nguyễn Văn Trỗi hạ nguồn dưới vùng nghiên cứu, chất lượng nước sơng đạt ở mức độ khá, tương ứng với chỉ số WQI(cầu Nguyễn Văn Trỗi) mùa khơ = 74 và chỉ số WQI(cầu Nguyễn Văn Trỗi) mùa mưa = 71. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả phân tích bằng chỉ số ASPT. Kết quả trên cho thấy, chất lượng nước sơng Hàn đoạn từ Cầu Đỏ đến cầu Nguyễn Văn Trỗi ơ nhiễm ở mức “trung bình” đến “tốt” theo khơng gian trong giai đoạn 2006 - 2009. Tuy nhiên, tính tốn chỉ số WQI theo hướng dẫn của Tổng cục mơi trường (mơ tả tại phụ lục) cho thấy giá trị WQI trong khoảng 0 - 25, thuộc mức đánh giá “Nước ơ nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai” . Chỉ số WQI(cầu Đỏ) mùa khơ = 12, chỉ số WQI(cầu Đỏ) mùa mưa = 11. Ở vị trí cầu Nguyễn Văn Trỗi hạ nguồn dưới vùng nghiên cứu, chất lượng nước sơng cĩ khá hơn, tương ứng với chỉ số WQI(cầu Nguyễn Văn Trỗi) mùa khơ = 18 và chỉ số WQI(cầu Nguyễn Văn Trỗi) mùa mưa = 15. Như vậy, chất lượng nước sơng Hàn qua hệ thống điểm BMWPVIET và chỉ số ASPT tại đoạn sơng nghiên cứu cĩ phù hợp với chất lượng mơi trường từ năm 2006 - 2009 qua chỉ số WQI (theo hướng dẫn của Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ). Mặc khác, căn cứ kết quả quan sát các nguồn thải và đặc điểm mơi trường trên đoạn sơng nghiên cứu cho thấy, cĩ nhiều nguồn xả 21 thải từ Cầu Đỏ đến gần ngã ba cầu Tuyên Sơn. Đây cũng chính là nguyên nhân gây ơ nhiễm ở đoạn sơng nghiên cứu. Như vậy, cĩ thể khẳng định rằng hệ thống điểm BMWP và ASPT đã phản ánh chính xác chất lượng nước sơng Hàn đoạn từ Cầu Đỏ đến gần ngã ba cầu Tuyên Sơn. Đây là cơ sở khoa học cho việc đề xuất áp dụng quan trắc sinh học bằng ĐVKXS cỡ lớn để đánh giá chất lượng nước ở sơng Hàn trong thời gian tới. 3.6. ĐỀ XUẤT KẾT HỢP QUAN TRẮC SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC SƠNG Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Từ các kết quả nghiên cứu đạt được trong đề tài này và dựa vào phương pháp nghiên cứu của Nguyên Xuân Quýnh khi sử dụng hệ thống BMWP bước đầu đề xuất: tiếp tục phát triển theo hướng sử dụng ĐVKXS cỡ lớn để đánh chất lượng mơi trường nước tại sơng Hàn tại đoạn nghiên cứu để hồn thiện Chương trình quan trắc sinh học phù hợp với thành phố Đà Nẵng. Đề xuất các khu vực nghiên cứu - Khu vực nghiên cứu: Sơng Hàn thành phố Đà Nẵng, đoạn từ trên Cầu Đỏ đến gần ngã ba cầu Tuyên Sơn. Ở các khu vực đề xuất trên sẽ thuận lợi cho việc quan tr